Tìm kiếm tài liệu miễn phí

Phân tích ổn định mái đập đá đổ bằng phương pháp phần tử rời rạc

Nghiên cứu này chỉ xét đến ảnh hưởng của trọng lực lên đập, kết quả nghiên cứu thể hiện miền thể tích của những phần tử có chuyển vị lớn, xu hướng bứt phá ra khỏi kết cấu mái đập.



Đánh giá tài liệu

0 Bạn chưa đánh giá, hãy đánh giá cho tài liệu này


  • 5 - Rất hữu ích 0

  • 4 - Tốt 0

  • 3 - Trung bình 0

  • 2 - Tạm chấp nhận 0

  • 1 - Không hữu ích 0

Mô tả

  1. BÀI BÁO KHOA HỌC PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC Nguyễn Thanh Hải1 Tóm tắt: Hiện nay việc tính toán hệ số mái cho các loại đập đá đổ vẫn còn nhiều hạn chế trong các nghiên cứu ở Việt Nam. Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng phương pháp phần tử rời rạc DEM để phân tích sự tương tác giữa các phần tử đá bên trong thân đập, ảnh hưởng đến ổn định mái của đập. Trong mô hình 2 chiều (2D), các phần tử đá được mô phỏng bởi các phần tử hoàn toàn cứng có hình dạng đa giác. Các hạt này không bị biến dạng. Nghiên cứu này chỉ xét đến ảnh hưởng của trọng lực lên đập, kết quả nghiên cứu thể hiện miền thể tích của những phần tử có chuyển vị lớn, xu hướng bứt phá ra khỏi kết cấu mái đập. Bằng phương pháp DEM, chúng tôi xác định được hệ số ổn định mái đập cho các phần thể tích, chỉ rõ vị trí trượt mái của kết cấu đập. Kết quả nghiên cứu cũng thể hiện trường vận tốc của phần trượt mái. Từ khóa:Vật liệu rời rạc, ổn định mái đập, hệ số ổn định mái, đập đá đổ, phương pháp phần tử rời rạc. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ* được xem xét xác định hệ số ổn định mái dốc Vấn đề ổn định mái dốc, mái đập đá đổ được (D.V Griffiths, P.A Lane, 1999). Cung trượt xuất nghiên cứu khá rộng rãi hiện nay, mặc dù vẫn hiện khi xảy ra biến dạng lớn tại những liên kết, còn nhiều bài toán chưa thể giải quyết triệt để. lúc này ứng suất cắt nhỏ, cường độ chịu cắt lớn, Trong bối cảnh đó, ổn định mái dốc đối với các kết quả ổn định mái phụ thuộc rất lớn đến dữ liệu công trình xây dựng như ổn định mái dốc đầu vào khi khai báo trong tính toán. đường, ổn định mái cho các đập giữ nước,… Một phương pháp khác nghiên cứu ổn định mái đang được quan tâm rất lớn. Chính vì có quá dốc hiện nay có phương pháp phần tử rời rạc nhiều tham số đặc trưng gây ảnh hưởng đến việc (Discrete element method - DEM)(Y. Guan et al., ổn định của mái đập như là hệ số mái, hệ số ma 2017, Y. Lu et al., 2018). Khi xét đến sự ổn định sát, đặc tính của vật liệu, mực nước ngầm, mái dốc, xem kết cấu là tổ hợp của những phần tử mưa…(L. Nansheng et al., 2015, S. Keming, rời rạc liên kết với nhau (K.J. Chang, A. Taboada, M.R. Bagale, 2012 , N.M. Pinyol et al., 2008) 2009) hoặc là tổ hợp của 2 thành phần rời rạc và đã gây bất lợi cho công trình. Việc ứng dụng các liên tục (Y. Lu, 2018). phương pháp số để giải quyết nó cũng đang đặt Một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp phương ra nhiều vấn đề chưa làm rõ. Trong các phương pháp cân bằng giới hạn và phương pháp phần tử pháp số thực hiện việc tính toán ổn định mái rời rạc (DEM)(E. Li et al., 2014, W.J. Xu et al., dốc, phải kể đến phương pháp cân bằng giới hạn 2019, Y. Guan et al., 2017) để phân tích ổn định (limit equilibrium method - LEM) đã được sử mái dốc cũng nhận được kết quả khả quan khi so dụng khá phổ biến. Hệ số ổn định – the safety sánh độc lập với LEM hay DEM. Công trình factor trong phương pháp này được định nghĩa nghiên cứu (W. Zheng et al., 2014) phân tích mối là tỷ số lực chống trượt trên lực trượt tại mặt tương quan giữa tính liên tục và không liên tục để trượt tới hạn. đánh giá ổn định mái dốc bằng đồ thị. Trong các phương pháp số, phương pháp phần Đặc điểm phương pháp phần tử rời rạc là có tử hữu hạn (Finite element method - FEM) cũng xét đến chi tiết bên trong vật liệu, sự liên kết giữa các phần tử cấu thành vật liệu. Điều này cho phép 1 chúng ta nghiên cứu ở phạm vi cấu trúc của vật Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, Việt Nam KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019) 71
  2. liệu (F. Radjai, F. Dubois 2011,F. Radjai and V. phản ánh ổn định mái dốc và có những định Richefeu 2009 ,S. Nezamabadi et al. 2017). Do hướng cho nghiên cứu tiếp theo. vậy, việc xem xét vật liệu bị phá hủy khi giữa các 2. PHƯƠNG PHÁP SỐ phần tử mất liên kết tạm thời hay liên kết bị phá Phương pháp phần tử rời rạc DEM cho phép bỏ hoàn toàn. Chính điều này gây ra sự trượt kết mô phỏng các bài toán trong môi trường các phần cấu hay phá hủy một phần của kết cấu. Sự phản tử rời rạc như đá, cát, bột,… (F. Radjai, F. Dubois ánh chi tiết diễn biến các liên kết các phần tử 2011,F. Radjai and V. Richefeu 2009). Trong trong phương pháp phần tử rời rạc cho phép chỉ rõ phương pháp này, các phương trình chuyển động được quá trình, vị trí của liên kết hay sự phá hủy của phần tử hoàn toàn cứng được tích hợp bằng liên kết. cách tính đến các ràng buộc động học do các Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng phương tương tác tiếp xúc. Những tương tác này được đặc pháp phần tử rời rạc để mô phỏng cho trường hợp trưng bởi các thông số: hệ số ma sát, hệ số đàn hồi ổn định mái dốc đập đá đổ được cấu thành từ các khi va chạm, lực dính giữa các phần tử. Tại mỗi phần tử đa giác (xem mục 2, mục 3). Mô phỏng tương tác có thể xác định các giá trị lực pháp kết cấu đập để có những phân tích sự ổn định mái tuyến khi có xét đến hệ số ma sát, lực dính (T.H đập, thể hiện trường vận tốc (xem mục 4). Chúng Nguyen et al. 2017,S. Nezamabadi et al. 2017,K. tôi có những kết luận tại mục 5 với những kết quả Krabbenhoft et al. 2012). (a) (b) Hình 1. Hai loại liên kết giữa các phần tử đa giác (a) liên kết điểm - cạnh (bên trái); cạnh-cạnh (bên phải); (b) xác định véc tơ đơn vị và lực tại liên kết Xét trong hệ thống nhiều phần tử, sự tương tác Trong trường hợp này, hai giá trị này có thể được trong hệ thống được mô tả bằng những đại lượng quy đổi thành một giá trị đại diện cho mối liên kết vô hướng thể hiện khả năng liên kết giữa các phần này (D.H. Nguyen et al. 2018). Ngoài ra, trường tử như hình 1. Lúc này trong hệ thống tồn tại hợp liên kết giữa hai phần tử chỉ là điểm - điểm, mạng lưới các tiếp xúc tương tác giữa các phần tử. trường hợp này rất ít khi xảy ra. Nếu trường hợp Các điểm tiếp xúc này được xem hoạt động khi tiếp xúc điểm - điểm tồn tại, (D.H. Nguyen et al. các điểm tiếp xúc nhận giá trị lực khác không. 2015, 2018) đề xuất xem chúng là một liên kết Ngược lại, các điểm tiếp xúc không hoạt động là đơn giản giữa 2 phần tử hoặc liên kết điểm - cạnh khi giữa hai phần tử không tồn tại tương tác lực, hoặc cạnh - cạnh. Hình 2 giới thiệu hệ thống các không góp phần vào việc truyền các ràng buộc. lực trong tập hợp các phần tử đa giác cứng. Lực Trong nghiên cứu này, chúng tôi quan tâm đến các tương tác giữa 2 phần tử thể hiện bởi đoạn thẳng phần tử có hình dạng là đa giác, do vậy khi xãy ra nối 2 phần tử đó. Độ đậm, nhạt của đoạn thẳng tương tác giữa các phần tử thì được quan niệm này tỷ lệ thuận với giá trị độ lớn của lực tương tác. tính như hình 1 a,b. Xác định liên kết giữa hai Đặc trưng của cường độ cắt (shear strength) vật phần tử đa giác, đối với liên kết đơn giản là điểm - liệu trong môi trường rời rạc là góc ma sát trong cạnh thì lực pháp tuyến sẽ vuông góc với cạnh. của vật liệu và các tensơ ứng suất tại bất kỳ Ngược lại khi liên kết là cạnh - cạnh, lúc này xuất các giai đoạn biến dạng phải được tính toán từ hệ hiện 2 véc tơ đơn vị và 2 giá trị lực pháp tuyến. 72 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019)
  3. thống liên kết và giá trị lực. Để xác định các ten định từ giá trị trung bình của q/p tại một trạng thái sơ ứng suất, chúng ta sử dụng mômen lực Mi của nhất định của vật liệu (J. Mitchell and K. Soga, mỗi phần tử (particle i)(J. J. Moreau, 1997): 2005) và nó đại diện cho cường độ cắt nội tại của vật liệu. (1) (3) Xét trong quan hệ ứng suất biến dạng của Trong đó, là vectơ lực tác dụng lên phần tử Coulomb trong bài toán ứng suất phẳng ta có thể i tại điểm tiếp xúc c, là khoảng cách từ tâm xác định được quan hệ: phần tử i đến điểm đặt của lực. Trường hợp xuất (4) hiện nhiều điểm tiếp xúc tại phần tử i thì tính tổng tất cả các điểm tiếp xúc tại c của các phần tử lân Trong đó lần lượt là thành phần ứng cận với phần tử i. Như vậy có thể chỉ ra rằng suất tiếp và ứng suất pháp, C là lực dính kết đơn mômen lực của tập hợp các phần tử trong hệ thống vị giữa các phần tử. Xét cho phương chính hợp là tổng số mômen lực của các phần tử thành phần. với mặt phẳng ngang một góc thì thành phần ứng suất tiếp và ứng suất pháp được thể hiện như sau: (5) (6) Như vậy, áp dụng phương pháp phần tử rời rạc trong môi trường vật liệu rời cho phép chúng ta có thể xác định được các thành phần ứng suất, thành phần lực chi tiết bên trong vật liệu. Đây là điều kiện để vận dụng phương pháp phần tử rời rạc phân tích ổn định mái dốc, taluy, mái đập,… sử Hình 2. Hệ thống các lực trong tập hợp các phần dụng vật liệu rời. tử đa giác cứng. Độ đậm của các đường giữa các 3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI phần tử là tỷ lệ thuận với độ lớn của lực ĐẬP ĐÁ ĐỔ Trong bài báo này chúng tôi thực hiện mô hình Xét trong trong hệ thống có n phần tử trong bài toán đập đá đổ gồm các phần tử đa giác dựa miền thể tích V, tensơ ứng suất được xác định theo trên tỷ lệ cấp phối hàm lượng các hạt như bảng 1 công thức(J. J. Moreau, 1997): theo TCVN10777:2015 “Công trình thủy lợi - Đập đá đổ bản mặt bê tông – yêu cầu thiết kế”. (2) Bảng 1. Tỷ lệ hàm lượng các hạt trong mô hình STT Hàm lượng hạt Kích thước hạt Trong đó, khoảng cách nối tâm giữa 2 phần tử tiếp xúc. 1 5% d = [0.05 – 0.075]mm Từ đây, chúng ta có thể xác định được ứng suất 2 20% d = [0.075 – 5]mm 3 75% d = [5 – 800]mm trung bình và ứng suất lệch Phần tử đá được mô phỏng trong mô hình là , trong đó và là các ứng các hạt có hình dạng đa giác với số cạnh từ 5-8 suất chính trong bài toán phẳng 2 chiều. cạnh. Phần tử hạt có hình dạng đơn giản là các đa Góc ma sát trong φ của vật liệu rời được xác giác đều, kích thước khác nhau. Các phần tử đá KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019) 73
  4. mô phỏng trong bài báo này là các hạt hoàn toàn đến 30°(D.H. Nguyen, 2015). Giá trị này tương cứng, không bị biến dạng, có khối lượng riêng là đối hợp lý cho trường hợp vật liệu là đá rời rạc. 2,5(g/cm3). Xét đến sự ma sát giữa các phần tử, Trong mô hình chúng tôi đề xuất nghiên cứu cho trong mô hình chúng tôi mặc định hệ số ma sát  trường hợp góc phi là 25°. Gia tốc trọng trường giữa các phần tử là 0,5. Góc ma sát trong của vật trong mô hình được chọn là 9,81 (m/s2). Biên trái, liệu có thể được xác định theo công thức (3) biên phải và bản đáy là những nhóm (cluster) cho vật liệu rời rạc. Đối với vật liệu là phần tử đá được cấu thành từ những phần tử cứng, không có dạng các đa giác, D.H Nguyen et al.,chỉ rõ tỷ biến dạng, không có chuyển vị. Mặt trên của đập số q/p tại trạng thái tới hạn nằm trong phạm vi từ là mặt thoáng. 0,4 đến 0,5, có nghĩa góc ma sát trong sẽ từ 23° (a) (b) Hình 3. Mô hình mô phỏng có hình dạng mái đập đá đổ có hệ số mái m = 1,2: (a) Kích thước chi tiết phần kết cấu đập; (b) Mô hình kết cấu đập được cấu thành từ các phần tử đá. Như hình 2 giới thiệu mô hình mái đập có hệ khả năng trượt khỏi kết cấu ban đầu so với tổng số mái là m = 1,2, có vật liệu là các phần tử đá số phần tử lưu lại tại kết cấu đập. Xét trong bài hoàn toàn cứng hình 2b. Hình 2a thể hiện chi tiết toán một tập hợp các phần tử trong miền thể tích kích thước chiều dài, cao, rộng của mỗi cạnh. Độ V có xu hướng mất liên kết so với phần thể tích rỗng trong thân đập đang xét chiếm khoảng 17% còn lại của kết cấu mái đập, lúc này từ phương thể tích của kết cấu đập. trình (4) hệ số ổn định K của phần thể tích V Một kết cấu mái dốc đảm bảo ổn định có hệ được xác định bởi: số K khi tỷ lệ thành phần chống trượt và thành phần gây trượt không được nhỏ hơn 1 như hình 3. (7) Nếu K < 1 thì mái dốc có khả năng xảy ra trượt mái miền thể tích V, ngược lại nếu K ≥ 1 thì mái đập đảm bảo ổn định. Khi K càng lớn thì khả năng ổn định càng lớn. 4. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN Sử dụng ngôn ngữ lập trình C++, thực hiện mô hình số cho bài toán ổn định mái đập dưới tác Hình 4. Miền thể tích V chứa tập hợp các phần tử dụng của trọng lực, xét trong trường hợp không trong các phần thể tích thành phần Ai có khả năng chịu ảnh hưởng của lực mao dẫn, áp lực nước,... mất ổn định hoặc ổn định trên toàn bộ mái đập Do vậy, các phần tử trong kết cấu đập tương tác Trong bài báo này, xác định phạm vi của việc với nhau, quá trình dịch chuyển, chuyển vị gây mất liên kết này là giới hạn của tổng số phần tử có mất ổn định mái. 74 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019)
  5. Safety Factor 2.0 1.8 ổn định K = [0,8 - 1,0] (phần tử trong miền V2 là 1.6 1.4 tổng các phần tử trong phần thể tích A1 và A2 ). 1.2 1.0 0.8 Miền thể tích V3 được cấu thành từ các phần tử 0.6 0.4 0.2 trong phần thể tích A1 , A2 và A3 có hệ số ổn định 0.0 K = [1,0 - 1,2]. Miền thể tích V4 là tập hợp những phần tử còn lại trong thân đập có gam màu sáng. Như vậy, với kết quả nhận được các Hình 5. Mô phỏng mất ổn định của kết cấu đập phần tử trong vùng V1 ,V2 có khả năng trượt khỏi được thực hiện mô phỏng tại thời điểm 10.000 mặt đập. Ngược lại khi xét các phần tử thuộc từ bước tính toán miền V3 hay V4 đảm bảo ổn định. Xảy ra khả năng trượt của V1 ,V2 là do các phần tử trong Hình 4 thể hiện các khối trượt hay cung trượt miền V1 chuyển vị lớn tác động trượt trên các trong quá trình mô phỏng sau 10.000 bước tính phần tử gần nó, kéo theo các phần tử trong miền toán. Kết quả cho thấy có các khối trượt, xét từ thể tích V2 trượt khỏi mặt đập đá đổ. Tuy nhiên phải sang trái, độ đậm màu giảm dần. Để xác định dưới tác dụng của trọng lực, hệ số ma sát giữa được giá trị Ki, trong miền thể tích Vi có tập hợp các phần tử, độ gồ ghề của bề mặt phần tử nên các phần tử có xu hướng mất liên kết với kết cấu, đã làm giảm khả năng trượt hay tăng khả năng được tính toán như công thức: chống trượt khi xét miền V3 và V4 . (8) Trong nghiên cứu này, mô phỏng sự ổn định đập cấu thành từ các phần tử đá, nên giá trị lực dính giữa các phần tử đá được giả thiết là rất nhỏ, bỏ qua. Tập hợp các phần tử trong miền Vi được Hình 6. Trường vận tốc của các phần tử trong mô chúng tôi định nghĩa là một tập hợp các phần tử có hình tại thời điểm 10.000 bước tính toán. sự chuyển vị trong một phạm vi gần bằng nhau, chênh lệch giữa các phần tử có sự chuyển vị lớn Chúng ta có thể nhận thấy trường vận tốc của nhất với nhỏ nhất trong miền Vi không được vượt các phần tử trong mô hình tại hình 5, phản ánh kết quá 1,5 lần. Do vậy sẽ có việc xuất hiện nhiều Vi quả tại hình 4. Khi các phần tử ở phía ngoài (bên cho phép chúng ta thấy rõ những vị trí trượt cục phải) V1 và V2 nhận giá trị lớn, giảm dần khi tiến bộ hơn. Lưu ý ở đây, tập hợp các phần tử tính toán vào trong lõi đập hay phía trái của đập. trong miền thể tích V là phạm vi được cấu thành Như đã trình bày trong mục 2, khi giữa các từ các phần tử của các thể tích thành phần A1, 2,…,n phần tử đá không tiếp xúc hay nói cách khác là tức là V = A1+A2+…+An. không có tương tác, thì lúc này không xuất hiện Từ kết quả hình 4, nhận thấy có 4 vùng màu lực giữa 2 phần tử này. Do vậy, mái đập nếu có khác nhau, được định nghĩa trong miền diện tích mất ổn định, xảy ra quá trình trượt mái chính là do lần lượt là V1 , V2 , V3, V4 từ phải sang trái hay sự mất liên kết giữa các phần tử trong khối thể mức độ thang màu giảm dần từ đậm sang nhạt. tích kết cấu mái. Lúc này, một phần thể tích chứa Trong miền V1 (ngoài cùng, bên phải) có hệ số các phần tử đá có xu hướng trượt trên phần thể ổn định K = [0,6 - 0,8] là tập hợp các phần tử tích khác dưới tác dụng của trọng lực hay nói cách trong vùng màu đậm nhất (phần tử trong miền khác là sự chuyển vị của các phần tử này tăng lớn. V1 là các phần tử trong phần thể tích A1 ). Tiếp Phần thể tích còn lại được xem là ổn định, trường đó là miền V2 là vùng màu sáng hơn V1 có hệ số vận tốc tại đây gần như rất nhỏ. KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019) 75
  6. 5. KẾT LUẬN Ưu điểm của mô hình phân tích ổn định bằng Trong bài báo này tác giả đã sử dụng phương DEM là nghiên cứu chi tiết nội tại bên trong vật pháp phần tử rời rạc - DEM để mô phỏng mối liệu rời như: (i) độ rỗng, độ chặt của kết cấu; (ii) liên kết giữa các phần tử đa giác được lập trình hình dạng và sự sắp xếp của các phần tử; (iii) xác bởi ngôn ngữ C++, đại diện cho phần tử đá định liên kết hay phá hủy liên kết giữa các phần tử trong thân đập đá đổ, xem xét sự ảnh hưởng của bên trong kết cấu. So với phương pháp phân tích các đặc trưng đến việc ổn đỉnh mái. Mái đập ổn định phổ biến hiện nay, mô hình trong bài báo mất ổn định dưới sự ảnh hưởng của trọng lực mô tả được quá trình mất ổn định từ khi bắt đầu có ứng với các phần thể tích trượt khác nhau với hệ sự chuyển vị của các phần tử hay sự mất liên kết số mái đập đá đổ là 1,2. Các miền thể tích chứa giữa các phần tử trong kết cấu. Xác định vị trí các phần tử rời mất ổn định, trượt trên bề mặt chính xác sự mất liên kết trong kết cấu để có thể mái đập V1, V2 do mất liên kết với khối thể tích có biện pháp khắc phục, hạn chế sự mất ổn định còn lại của đập. Sự chuyển vị của các phần tử trượt của mái đập. Hơn nữa, sử dụng mô hình này làm cho sự phân bố ứng suất tại mái đập thay cũng có thể phân tích, đề xuất các hình dạng, kích đổi hay giảm xuống do sự mất liên kết, giảm sự thước, cấp phối của đá nhằm giảm độ rỗng, tăng tương tác với các khối phần tử tiếp theo. Miền độ chặt của kết cấu. Mô hình này cũng còn tồn tại thể tích V3 tại thời điểm tính toán được xác định những vấn đề như chưa xem xét sự ảnh hưởng của là ổn định K = [1,0 - 1,2], tuy nhiên miền này sẽ mao dẫn, bỏ qua giá trị lực dính, đa dạng hình có khả năng mất ổn định khi các phần tử của dạng hình học của các phần tử, số lượng phần tử miền thể tích V2 trượt xuống, kéo theo các phần còn ít. Mô hình chưa xét ảnh hưởng của nước tử tiếp giáp giữa A2 và A3 trong thời gian sau. ngầm và dòng thấm. Bên cạnh đó, hạn chế của Trường vận tốc của các phần tử cũng được thể phương pháp DEM là khối lượng tính toán lớn, hiện rõ, cho thấy sự chuyển vị của các phần tử tốn nhiều thời gian khi số lượng phần tử trong mô mất ổn định, trượt khỏi kết cấu mái. hình tăng lên. TÀI LIỆU THAM KHẢO D.H. Nguyen, E.Azéma, F.Radjai, and P.Sornay (2014), “Effect of size polydispersity versus particle shape in dense granular media”, Phys. Rev. E 90, 012202 D.H. Nguyen, E. Azema, P. Sornay, and F. Radjai (2015),“Effects of shape and size polydispersity on strength properties of granular materials”, Phys. Rev. E 91, 032203 D.H. Nguyen, E. Azéma, P. Sornay, F. Radjai (2018), “Rheology of granular materials composed of crushable particles”, Eur. Phys. J. E, 41: 50. D.V Griffiths, P.A Lane (1999), “Slope stability analysis by finite elements”, Géotechnique, V49.3, 387-403. E. Li, X.Zhuang, W.Zheng, Y. Cai (2014), “Effect of graph generation on slope stability analysis based on graph theory” Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 6, 380–386. F. Radjai and V. Richefeu (2009), “Contact dynamics as a nonsmooth discrete element method”, Mechanics of Materials, 41:715–728, 2.1 F. Radjai, F. Dubois (2011), “Discrete-element modeling of granular materials”, Wiley-ISTE. J. Mitchell and K. Soga (2005), “Fundamentals of soil behavior”, Wiley, New York. J J. Moreau (1997), “Numerical investigation of shear zones in granular materials”, HLRZ-Workshop on Friction, Arching, Contact Dynamics, Singapore. pp.233-247. K. Krabbenhoft, A.V. Lyamin, J. Huang, M. Vicente da Silva (2012), “Granular contact dynamics using mathematical programming methods”, Computers and Geotechnics, 43,165-176 76 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019)
  7. K.J. Chang, A. Taboada, (2009), “Discrete element simulation of the Jiufengershan rock-and-soil avalanche triggered by the 1999 Chi-Chi earthquake, Taiwan”, Journal of geophysical research, VOL. 114, F03003 L.Nansheng, T. Bo, and X. Lihui (2015), “Slope stability analysis of earth-rockfill Dams using MGA and UST”, Journal of Computational Engineering, Volume 2015, Article ID 895142, 10 pages. N.M. Pinyol, E.E. Alonso, S. Olivella (2008), “Rapid drawdown in slopes and embankments”, Water resources research, V 44, W00D03 S.Keming, M.R.Bagale (2012), “Study on dam slope stability under the condition of rainfall”, International journal of scientific & Technology research, Volum 1, Issue 5. S. Nezamabadi, T.H Nguyen, J.Y Delenne, and F. Radjai (2017), “Modeling soft granular materials”, Granular Matter, 19.8 T.H Nguyen, S Nezamabadi, J.Y Delenne, and F. Radjai (2017), “Compaction of granular materials com- posed of deformable particles”, EPJ Web of Conferences, 140:05013 W.J. Xu, S. Wang, M. Bilal (2019), “LEM-DEM coupling for slope stability analysis”, Sci China Tech, 62, https://doi.org/10.1007/s11431-018-9387-2 W. Zheng, X.Zhuang, D.D.Tannant,Y.Cai, S.Nunoo (2014), “Unified continuum/discontinuum modeling framework for slope stability assessment”, Engineering Geology, 179, 90–101. Y. Guan, X. Liu, E. Wang, and S. Wang (2017), “The stability analysis method of the cohesive granular slope on the basis of graphtheory”, Materials,10, 240; doi:10.3390/ma10030240 Y. Lu, Y. Tan, X. Li (2018), “Stability analyses on slopes of clay-rock mixtures using discrete element method”, Engineering Geology, V 244, 116-124 Abstract: STUDY ON SLOPE STABILITY OF ROCKFILL DAMS BY DISCRETE ELEMENT MOTHOD (DEM) The calculation of slope stability of rockfill dams is still limited in studies in Vietnam. Rockfill dams are being constructed using experience studies or similar constructions. In this paper, we use a discrete element method DEM to analyze the interactions between the rock elements within the dam body in two- dimension. Rock elements are simulated by rigid particles that have a polygonal shape. These rock elements are not deformed. In this paper, oneonly takes into account the influence of gravity on the dam. We determined the safety factor of slope and the velocity field by DEM method. Keywords: Granular material, slope stability, safety factor, Rockfill dam, discrete element method. Ngày nhận bài: 10/10/2019 Ngày chấp nhận đăng: 30/12/2019 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 67 (12/2019) 77

Tài liệu cùng danh mục Kiến trúc - Xây dựng

A methodology of re-generating a representative element volume of fractured rock mass

In simulation of fractured rock mass such as mechanical calculation, hydraulic calculation or coupled hydro-mechanical calculation, the representative element volume of fractured rock mass in the simulating code is very important and give the success of simulation works. The difficulties of how to make a representative element volume are come from the numerous fractures distributed in different orientation, length, location of the actual fracture network. Based on study of fracture characteristics of some fractured sites in the world, the paper presented some main items concerning to the fracture properties. A methodology of re-generating a representative element volume of fractured rock mass by DEAL.II code was presented in this paper. Finally, some applications were introduced to highlight the performance as well as efficiency of this methodology.


A static analysis of nonuniform column by stochastic finite element method using weighted integration approach

In general, the fluctuation of the elastic modulus of materials is crucial in structural analysis. This paper develops a stochastic finite element method (SFEM) for analyzing a nonuniform column considering the random process in elastic modulus. This random process of elastic modulus is assumed as a one-dimensional Gaussian random field. The weighted integration method is used to discretize the random field and establish the stochastic finite element formulation to compute the first and second moments of displacement fields. The results of the proposed approach are validated with those of the previous study. The response variability of displacement of column and effect of the parameter of the random field is investigated in detail.


Ảnh hưởng của hàm lượng hạt lớn đến cường độ nén và ép chẻ của cấp phối đá dăm gia cố xi măng

Bài báo trình bày ảnh hưởng của hàm lượng hạt lớn đến cường độ nén và ép chẻ của các hỗn hợp CPĐD GCXM với 4% xi măng. Ba nhóm mẫu của các hỗn hợp CPĐD GCXM chứa 18%, 25% và 32% hàm lượng hạt lớn (18HL, 25HL và 32HL), được thi công ngoài hiện trường và bảo dưỡng ẩm 14 ngày. Các mẫu CPĐD GCXM không có hạt lớn (0HL) được đúc trong phòng thí nghiệm và bảo dưỡng trong 2 điều kiện: (1) 7 ngày đầu trong ẩm và 7 ngày tiếp theo ngâm trong nước (7A7N); và (2) 14 ngày trong ẩm (14A0N).


Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính của công nghệ bê tông Asphalt tái chế ấm

Bài báo trình bày kết quả tính toán nhu cầu tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính (CO2, N2O và CH4) trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt tái chế ấm (Warm Mix with RAP - WMRAP) và so sánh với hỗn hợp HMA. Phụ gia Zycotherm được lựa chọn cho công nghệ WMRAP với tỷ lệ sử dụng là 0.15 %. Các tỷ lệ vật liệu RAP từ 20% đến 50% được sử dụng trong hỗn hợp WMRAP.


Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình kết tinh lưu huỳnh trong cấu trúc bê tông Asphalt đến các chỉ tiêu Marshall

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của quá trình kết tinh lưu huỳnh trong cấu trúc bê tông asphalt (BTA) đến các chỉ tiêu Marshall. Sau quá trình trộn, đầm chặt, hiện tượng kết tinh chuyển dạng thù hình của lưu huỳnh làm thay đổi khả năng chịu lực của bê tông asphalt lưu huỳnh (BTAS). Sau 14 ngày bảo dưỡng, độ ổn định Marshall của BTAS tăng đáng kể (tăng từ 20% đến 33% tùy theo lượng lưu huỳnh sử dụng)so với BTA đồng thời độ ổn định 24 giờ của mẫu BTAS cũng được cải thiện. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy BTAS có nhiệt độ trộn (135 oC) và nhiệt độ đầm nén (125 oC) thấp hơn so với BTA thông thường mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của BTA.


Mô phỏng ảnh hưởng của đặc trưng hình học và tỷ lệ thể tích của cốt sợi tới tính chất đàn hồi của composite gia cường cốt sợi

Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của tỷ lệ kích thước (l/d – chiều dài/đường kính sợi) và tỷ lệ thể tích (Vf) của cốt sợi phân tán đến tính chất đàn hồi tổng thể của composite gia cường cốt sợi (FRC) sẽ được mô phỏng bằng một mô hình đồng nhất hoá vật liệu được đề xuất bởi Mori - Tanaka dựa trên nghiệm của bài toán Eshelby cho hạt hình elip tròn xoay khi phân bố và hướng của sợi là ngẫu nhiên. Cụ thể sẽ mô hình sẽ được áp dụng để tính cho trường hợp sợi có dạng trụ trơn thẳng với các tỷ lệ l/d lần lượt là 1.1; 5, 10, 30, 50, và 100. Năm hàm lượng sợi tính theo tỷ lệ thể tích khác nhau là 1; 5; 10; 20 và 30% sẽ được đưa vào tính toán. Kết quả giải tích thu được bằng các mô hình đồng nhất hoá sẽ được so sánh với các biên Voigt- Reuss để chứng minh tính khả dụng của mô hình.


Ứớc lượng năng lượng thu hồi tại các trạm điện kéo dựa trên mô hình mạng công suất

Bài báo trình bày một thuật toán ước lượng năng lượng tái sinh có khả năng thu hồi được tại vị trí trạm điện kéo dựa trên mô hình công suất mạch điện. Thuật toán đề xuất dựa trên luật cân bằng công suất của mạch điện, sử dụng phương pháp lặp NewtonRaphson để xác định năng lượng tái sinh có khả năng thu hồi được trong điều kiện duy trì cho điện áp trên lưới tiếp xúc không vượt qua giá trị cho phép. Các kết quả ước lượng trong mô hình mô phỏng một tuyến đường sắt giao thông đô thị dựa trên số liệu tuyến đường và thông số đoàn tàu tuyến Cát Linh – Hà Đông minh họa cho tính khả thi và tính hiệu quả của thuật toán đề xuất.


The impact of leadership behavior on efficiency of the public investment management of road infrastructure: The case of Vietnam

Leadership behavior is one of the fundamental functions of management principles, especially meaningful to the public management in terms of road infrastructure development in the context of scarce capital and complicate investment implementation as well. The article is aimed to clarify the impact of leadership behaviors on public management efficiency in the context of road infrastructure development in Vietnam. Through a linear regression analysis, the results have synthesized the critical leadership behaviors and figured out factors related to authority assignment, communication encouragement and motivation promotion, which influences significantly (p


Xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng bằng phương pháp thực nghiệm

Trong các kết cấu kỹ thuật công trình, kết cấu có liên kết dị hướng được sử dụng khá phổ biến như: kết cấu dầm hoặc tấm trên nền đàn hồi, kết cấu vỏ hầm tựa vào nền, kết cấu dây,… Đặc điểm làm việc của loại kết cấu này là phản lực liên kết thay đổi theo độ lớn cũng như chiều của chuyển vị của điểm tựa gối liên kết. Điều này dẫn đến sơ đồ tính của hệ thay đổi theo độ lớn của tải trọng tại từng thời điểm trong quá trình chịu tải. Do đó thời gian để dầm có liên kết dị hướng thực hiện một dao động tự do sẽ không còn là đại lượng bất biến như đối với dầm có liên kết thông thường mà nó thay đổi theo trạng thái làm việc của dầm. Trong bài báo này, tác giả trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng.


Determining the set of representative variables of real-world driving cycle of bus: A case study of Hanoi

This paper analysed the real-world driving data to determine the representative parameters of driving cycle for the purpose of the typical driving cycle development of bus in Hanoi. The realworld driving data of bus in Hanoi were collected by using the Global positioning system technique with 1Hz data update rate. The real-world driving data of fifteen bus routes in the inner city were collected continuously, on weekdays as well as at weekends. The data, then, were used to calculate 33 kinematics parameters reflecting the realistic driving characteristics, including vehicle-specific power. The hierarchical agglomerative clustering method was used to determine a minimal set of representative variables from the 33 kinematics parameters. The 14 representative parameters of the real-world driving cycle of bus in Hanoi were determined.


Tài liệu mới download

Từ khóa được quan tâm

Có thể bạn quan tâm

Bộ sưu tập

Danh mục tài liệu